Древние мегафаунальные мутуализмы и вымирания как факторы одомашнивания растений

Человек создает сильные селективные давления на растения, выживающие на используемых им ландшафтах, через вырубку лесов, выжигание степей, вспашку полей и сбор урожая. Растения, которые эволюционно развили черты для распространения семян на большие расстояния, включая быстрый ежегодный рост, отсутствие токсинов и крупные поколения семян, с большей вероятностью выживали на этих динамичных антропогенных ландшафтах. Ученые выдвигают гипотезу, что эти черты могли изначально возникнуть как адаптации к мутуализму с мегафауной, что впоследствии позволило таким растениям процветать среди все более оседлых человеческих популяций.

Ключевые адаптации и "сорные" растения

Исследование предполагает, что наличие специфических антропофильных черт объясняет, почему лишь несколько семейств растений (например, лебеда, некоторые злаки и гречишные) стали доминировать в составе культурных и сорных растений по всему миру. Эти же черты объясняют, почему многие роды, по-видимому, были одомашнены неоднократно в разных частях света в разное время. "Сорность" и адаптивность этих растений стали результатом экзаптации — изменения функции эволюционного признака. Таким образом, одомашнивание для некоторых растений было не активным человеческим процессом, а постепенным увеличением их распространенности вокруг поселений, на полях или пастбищах.

Роль деревьев и вымирания мегафауны

Не только травы и полевые культуры использовали прежние адаптации. Некоторые деревья также обладали преимущественными признаками, такими как крупные мясистые плоды, сформировавшимися в результате прошлых взаимоотношений с крупными травоядными. Быстрое вымирание мегафауны в конце плейстоцена оставило многие из этих видов крупноплодных деревьев с мелкими, изолированными популяциями, создав предпосылки для более резких изменений в ходе последующей гибридизации. Когда люди начали перемещать эти деревья, они с большой вероятностью скрещивались с дальними родственниками, что в некоторых случаях приводило к появлению более крупных плодов и более устойчивых растений. Таким образом, процесс одомашнивания многих многолетников с длительным циклом поколений, по-видимому, был более быстрым и связан с изменениями популяций из-за вымирания мегафауны.

Новый взгляд на исследования

"Ключ к лучшему пониманию одомашнивания растений может лежать дальше в прошлом, чем считали археологи; нам нужно рассматривать процесс одомашнивания как еще один шаг в эволюции жизни на Земле, а не как изолированный феномен", — заявляет д-р Роберт Шпенглер, ведущий автор статьи, директор археоботанических лабораторий Института истории человечества Общества Макса Планка в Йене.

Публикация объединяет взгляды археологов, генетиков, ботаников и палеонтологов, чтобы переосмыслить подход к изучению одомашнивания. Цель — заставить исследователей учитывать более глубокое экологическое наследие растений и их адаптации, возникшие до культивации.

Проф. Николь Бовен, изучающая экологическое воздействие человека в глубоком прошлом, добавляет: "Когда мы думаем об экологии истоков земледелия, нам нужно признать драматические изменения в динамике растений и животных, развернувшиеся за голоцен, особенно те, что являются прямым результатом действий человека".

Будущие исследования на восстановленных ландшафтах

Ученые предполагают, что следующие крупные открытия в исследовании одомашнивания растений могут быть сделаны не на археологических раскопках или современных полях, а на восстановленных мегафаунальных ландшафтах. Текущие исследования д-ра Натали Мюллер на восстановленных прериях Северной Америки изучают потенциальные связи между бизонами и "потерянными культурами" Северной Америки. Аналогичные исследования можно провести на таких территориях в Европе, как Беловежская пуща (Польша), Усть-Буотомский бизоний парк или Плейстоценовый парк (Республика Саха, Россия).

"Эти восстановленные заповедники дают новое представление о природе взаимодействий растений и животных и позволяют экологам не только напрямую отслеживать изменения растительности под давлением травоядных, но и распутывать более глубокое наследие этих мутуализмов", — отмечает палеонтолог д-р Ашастина, соавтор статьи.